Morana 3 nimmt erstmals das Spektrum eines Meteors aus der Stratosphäre auf.

Weltpremiere in der Atmosphärenforschung: Erstes ultraviolettes Meteorspektrum aus der Stratosphäre

12. Mai 2026 /

[Bild: Martin Ferus, Heyrovský Institut]

Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung des J.-Heyrovský-Instituts für Physikalische Chemie der Tschechischen Akademie der Wissenschaften hat erstmals das ultraviolette Spektrum eines Meteors direkt aus der Stratosphäre aufgezeichnet und anschließend mithilfe innovativer Software detailliert ausgewertet. Die Universität Stuttgart brachte ihre umfassende Expertise im Missionsdesign und in der Systemanalyse von Satelliten in das Konsortium ein und leistete damit einen entscheidenden Beitrag zu dieser technologischen Weltpremiere.
Bereits im Dezember 2024 startete die tschechischen Ballonmissionen MORANA 1–3, um in Höhen von bis zu 30 Kilometern das Spektrum einer Sternschnuppe aufzuzeichnen, die Ihren Ursprung in den Geminiden hatte – erste Ergebnisse wurden nun veröffentlicht.
Der Erfolg stellt einen wichtigen Schritt in Richtung der Entwicklung neuartiger Hyperspektralkameras dar, die künftig in CubeSat-Konstellationen eingesetzt werden sollen. Ziel ist die globale Überwachung von Meteoren, Raumfahrzeug-Wiedereintritten, Blitzen sowie weiteren leuchtenden Phänomenen in der Erdatmosphäre.

Morana 3 nimmt erstmals das Spektrum eines Meteors aus der Stratosphäre auf. Der Meteor, wurde den Geminiden zugeordnet und trat mit einer Geschwindigkeit von etwa 36 km/s in die Erdatmosphäre ein, begann in einer Höhe von etwa 98 km zu verglühen und legte innerhalb von 1,46 Sekunden eine Lichtspur von etwa 52 km Länge zurück. Zum Zeitpunkt der Aufzeichnung befand sich der Ballon Morana 3 in einer Höhe von etwa 22 km und beobachtete den Meteor aus einer Entfernung von etwa 140 km. Die beiden Aufnahmen A und B wurden in einem Zeitabstand on 0,1 Sekunden aufgenommen.
Morana 3 nimmt erstmals das Spektrum eines Meteors aus der Stratosphäre auf. Der Meteor, wurde den Geminiden zugeordnet und trat mit einer Geschwindigkeit von etwa 36 km/s in die Erdatmosphäre ein, begann in einer Höhe von etwa 98 km zu verglühen und legte innerhalb von 1,46 Sekunden eine Lichtspur von etwa 52 km Länge zurück. Zum Zeitpunkt der Aufzeichnung befand sich der Ballon Morana 3 in einer Höhe von etwa 22 km und beobachtete den Meteor aus einer Entfernung von etwa 140 km. Die beiden Aufnahmen A und B wurden in einem Zeitabstand on 0,1 Sekunden aufgenommen.
Bild: Martin Ferus, Heyrovský Institut

Zentrale IRS-Beiträge zur Missionsentwicklung

Das Institut für Raumfahrtsysteme (IRS) der Universität Stuttgart entwickelt gemeinsam mit dem studentischen Kleinsatellitenverein KSat die CubeSat-Mission SOURCE (Stuttgart Operated University Research CubeSat for Evaluation and Education), die unter anderem videobasierte Meteorbeobachtungen aus dem Weltraum ermöglichen soll. Aufbauend auf diesen Arbeiten unterstützte das IRS das internationale Konsortium bei der Definition zentraler Missionsparameter sowie der Optimierung der Beobachtungsgeometrie und stärkte damit das Gesamtsystemdesign maßgeblich. Auch die Leistungsfähigkeit der Hyperspektralkamera unter realistischen Bedingungen sicherte das IRS mit ab. Darüber hinaus brachte das IRS seine Expertise in die Integration von Nutzlasten für zukünftige CubeSat-Plattformen ein.
Die gewonnenen Erkenntnisse fließen in die Entwicklung skalierbarer Satellitenkonstellationen ein, die künftig eine globale und kontinuierliche Beobachtung von Meteoren, Wiedereintritten und weiteren atmosphärischen Leuchterscheinungen ermöglichen sollen.

Schematische Darstellung der Stratosphärenmission Morana 3. Panel A zeigt die spektrale UV‑Kamera, die es ermöglicht, die elementare Zusammensetzung einer Sternschnuppe im ultravioletten Bereich zu analysieren, der aufgrund von Atmosphäre und Ozonschicht nicht bis zur Erdoberfläche gelangt. Panel B zeigt die Gondel mit der eingebauten Kamera, während Panel C den vollständigen Stratosphärenballon illustriert. Der aus Kautschuk bestehende Ballon steigt bis in etwa 30 km Höhe auf und platzt dort; anschließend sinkt die Gondel an einem Fallschirm zu Boden. Positionslichter sowie elektronische Systeme mit Funktransponder und GPS ermöglichen eine sichere Flugverfolgung und tragen dazu bei, Gefährdungen des Luftverkehrs zu vermeiden.
Schematische Darstellung der Stratosphärenmission Morana 3. Panel A zeigt die spektrale UV‑Kamera, die es ermöglicht, die elementare Zusammensetzung einer Sternschnuppe im ultravioletten Bereich zu analysieren, der aufgrund von Atmosphäre und Ozonschicht nicht bis zur Erdoberfläche gelangt. Panel B zeigt die Gondel mit der eingebauten Kamera, während Panel C den vollständigen Stratosphärenballon illustriert. Der aus Kautschuk bestehende Ballon steigt bis in etwa 30 km Höhe auf und platzt dort; anschließend sinkt die Gondel an einem Fallschirm zu Boden. Positionslichter sowie elektronische Systeme mit Funktransponder und GPS ermöglichen eine sichere Flugverfolgung und tragen dazu bei, Gefährdungen des Luftverkehrs zu vermeiden.
Bild: Martin Ferus and David Černý, Heyrovský Institut

Grenzen bodengestützter Beobachtung

Bisher basieren die meisten meteorastronomischen Beobachtungen auf bodengestützten Netzwerken. Diese erfassen jedoch nur einen begrenzten Teil des Himmels und sind durch atmosphärische Einflüsse eingeschränkt. Insbesondere der ultraviolette Spektralbereich bleibt vom Boden aus weitgehend unzugänglich. Dabei liefert gerade die Spektralanalyse wichtige Informationen über die elementare Zusammensetzung extraterrestrischen Materials, das jährlich in die Erdatmosphäre eintritt.
Neben Meteoren spielen auch Raumfahrzeug-Wiedereintritte, Weltraummüll sowie komplexe Plasma-Phänomene eine zentrale Rolle für das Verständnis atmosphärischer Prozesse. Gleichzeitig bleiben große Regionen der Erde – etwa Ozeane, Polarregionen oder Wüsten – bislang nur unzureichend beobachtet.

Erstes von einem Stratosphärenballon aufgezeichnetes Meteorspektrum. Im ultravioletten Bereich unterhalb von 400 nm, der von der Erdoberfläche aus nicht zugänglich ist, erscheinen zahlreiche intensive Metalllinien. Aus der Stratosphäre lassen sich Wellenlängen bis etwa 200 nm beobachten, wodurch das mit Morana 3 registrierte Spektrum des Geminiden‑Meteors unter anderem ausgeprägte Aluminiumlinien offenbart, die im sichtbaren Bereich nicht nachweisbar sind.
Erstes von einem Stratosphärenballon aufgezeichnetes Meteorspektrum. Im ultravioletten Bereich unterhalb von 400 nm, der von der Erdoberfläche aus nicht zugänglich ist, erscheinen zahlreiche intensive Metalllinien. Aus der Stratosphäre lassen sich Wellenlängen bis etwa 200 nm beobachten, wodurch das mit Morana 3 registrierte Spektrum des Geminiden‑Meteors unter anderem ausgeprägte Aluminiumlinien offenbart, die im sichtbaren Bereich nicht nachweisbar sind.
Bild: Martin Ferus and David Černý, Heyrovský Institute

Technologieentwicklung für den Weltraumeinsatz

Die Ergebnisse markieren einen wichtigen Schritt hin zu satellitengestützten Beobachtungsnetzwerken. Der erfolgreiche Stratosphärentest demonstriert die Einsatzfähigkeit der Hyperspektralkamera unter weltraumnahen Bedingungen und für zukünftige Missionen. Im Rahmen des neuen deutsch-tschechischem Projektes LILA (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy & Laser Ablation Mass Spectrometry, sollen dazu beispielsweise weiterführende Experimente in den Plasmawindkanälen der Universität Stuttgart durchgeführt werden, um die Technologie weiter zu validieren und für den Orbitbetrieb zu qualifizieren. Parallel dazu arbeitet das IRS an der Entwicklung von LIBS-Systemen (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy), die künftig bei planetaren Missionen auf Mond- und Marsrovern zum Einsatz kommen sollen.
Das Projekt LILA wird gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Projekt-Nr. 56962926) sowie die Tschechische Wissenschaftsstiftung (GAČR, Projekts-Nr. 26-22475K) gefördert.

Start des Ballons MORANA 3

02:26

Fachlicher Kontakt:
RNDr. Ferus Martin Ph.D.
E-Mail: martin.ferus@jh-inst.cas.cz
Tel.: +420 26605 3204

Pressekontakt:
Dr. Dörte Mehlert
IRS-Öffentlichkeitsarbeit
E-Mail: doerte.mehlert@irs.uni-stuttgart.de
Tel.: +49 711-685-69632

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Die Stuttgarter Luft- und Raumfahrt ist eine bundesweit einzigartige interdisziplinäre Ideenschmiede für Schlüsseltechnologien im All und auf der Erde. Forschende der Universität Stuttgart bündeln Expertisen auf den Gebieten der Klima- und Energieforschung, Kommunikationstechnologie, Antriebstechnik sowie des KI-basierten Fliegens. Ein zentraler Schwerpunkt ist die Erforschung nachhaltiger technologischer Lösungen, die die ökologischen Auswirkungen der Luft- und Raumfahrt minimieren sollen. Geforscht wird interdisziplinär und im engen Dialog mit regionalen und internationalen Partnern aus Wissenschaft und Industrie, etwa im Rahmen der Sonderforschungsbereiche ATLAS (SFB 1667) und SynTrac (SFB-TRR 364). Als Partner von THE Aerospace LÄND trägt die Universität Stuttgart zur Umsetzung der baden-württembergischen Landesstrategie bei, die Luft- und Raumfahrt bis 2050 nachhaltig, digital und kooperativ zu machen. Ihren Studierenden bietet die Universität eine fundierte ingenieurwissenschaftliche und anwendungsorientierte Ausbildung. In der Nachwuchsförderung kooperiert sie mit der „Zukunftsoffensive Luft- und Raumfahrt-Nachwuchs“, einer Initiative des Landes Baden-Württembergs, die sich für die Stärkung der Nachwuchsförderung in den MINT-Fächern engagiert.

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